CN107247094A - 一种适用于被动式空气净化产品对tvoc净化效果的测定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种适用于被动式空气净化产品对TVOC净化效果的测定方法，所述方法包括如下步骤：S1. TVOC污染液的配制；S2.保持试验舱和空白舱测试条件一致，将待测样品放置于试验舱中；S3.将S1配制的TVOC污染液等量添加于试验舱和空白舱中；S4. 采集两实验舱内的TVOC初始浓度，作用一段时间后再分别采集两实验舱内的TVOC终止浓度；S5.测试分析并计算空白舱的自然衰减率及待测样品对TVOC污染物的净化效率。本发明提供的方法使用空气净化检测专用实验舱，能够有效防止TVOC污染物的泄漏，并且减少了实验操作误差和缩短了整个测试周期，显著提高了测试准确性和结果重复性，可用于鉴定和评价被动式空气净化产品对TVOC污染物的净化性能。
Description
技术领域
本发明涉及分析检测技术领域，具体地，涉及一种适用于被动式空气净化产品对TVOC净化效果的测定方法。
背景技术
近年来，随着社会经济的快速发展，人们对办公和居住场所的装修要求越来越高，新型建筑材料特别是化学合成建材被广泛应用；各种香料、化妆品等也逐渐成为人们生活中必不可少的用品。这些建筑材料或香料、化妆品等直接或间接释放各种污染物，造成室内空气污染。其中挥发性有机化合物（VOCs）的毒性最大，其对人体的神经系统和呼吸系统都具有较强毒性，可引起致病性建筑物综合征（SBS）。总挥发性有机化合物（TVOC）作为室内VOCs污染的重要评价指标，已被列入我国室内空气质量标准，用以评价VOCs暴露产生的健康和不舒适效应。
为有效改善室内空气污染现象，目前国内外相继研发的空气净化产品种类层出不穷，按净化方式主要可分为两大类产品：主动式净化产品和被动式净化产品。其中主动式净化产品的净化性能可以按照GB/T 18801-2015规定方法进行测试。然而，对于各种被动式空气净化产品净化性能的相关测定标准则较为杂乱，现有的国内标准均主要针对于单一种类污染物净化效果的测定，如GB/T 23761-2009和QB/T 2761-2006等，但是这些标准仅规定了对甲醛、苯、甲苯、二甲苯等单一污染物净化效果的测定方法。TVOC作为一种同时含有9种不同主要组分的混合物，各组份化合物分子间存在相互作用影响，并且各物质之间的挥发性能和分析方法也均存在较大差异，这给净化性能测试结果的准确性带来了极大干扰。至今为止，国内还没有专门适用于被动式空气净化产品对TVOC污染物净化效果的测定方法，这无疑限制了该行业的健康有序发展。
因此，为了进一步规范被动式空气净化产品市场，促进室内空气净化行业的有序发展，研究探索适用于各种被动式空气净化产品对TVOC污染物净化性能的测定方法具有重要的现实和理论意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适用于被动式空气净化产品对TVOC净化效果的测定方法。本发明提供的方法使用空气净化检测专用实验舱，能够有效防止TVOC污染物的泄漏，并且减少了实验操作误差和缩短了整个测试周期，显著提高了测试准确性和结果重复性。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种适用于被动式空气净化产品对TVOC净化效果的测定方法，所述方法包括如下步骤：
S1：选择苯、甲苯、乙酸丁酯、乙苯、邻/对/间二甲苯、苯乙烯和正十一烷按等浓度比溶于甲醇溶液，配制成标准TVOC污染液；
S2：选用两个参数相同的空气净化检测专用实验舱分别作为空白舱和试验舱并保持两个实验舱的测试条件一致；然后将未经处理和经待测样品处理后的基纸置于空白舱和试验舱内部并密闭实验舱；
S3：将S1配制的TVOC污染液分别等量添加于空白舱和试验舱内的容器中并密闭实验舱；
S4：控制两个实验舱内的搅拌风扇搅拌10～20min，并静置0.5～2h；然后分别采集两个实验舱内TVOC污染物的初始样；静置作用20～26h后，采集两个实验舱内的TVOC污染物的终止样；
S5：将S4采集到的TVOC初始样和终止样分别进行二次热解吸-气相色谱分析，得到空白舱和试验舱中TVOC污染物的初始浓度和终止浓度，计算空白舱的自然衰减率及待测样品对TVOC污染物的净化效率；
其中，采用空白舱的自然衰减率和两个实验舱的初始浓度偏差作为试验成立的判定条件，当空白舱的自然衰减率≤30%，且两个实验舱初始浓度偏差小于5%时，试验成立；
空白舱的自然衰减率（%）=；
TVOC污染物的净化效率（%）=。
在本发明的TVOC污染液的配制中，加入了适量的甲醇溶液作为溶剂进行稀释，这显著提高了各组分之间的互溶性，有利于进一步提高TVOC污染液的均匀性和稳定性，从而增大了实验舱内TVOC初始回收浓度的重复性，确保测试过程中两个实验舱内初始浓度的一致性。
在本发明中，S4在添加了TVOC污染液后搅拌风扇的搅拌和静置时间至关重要，会直接影响到TVOC污染物的自然衰减率及初始浓度回收结果。若搅拌和静置时间不足，TVOC污染液没有完全挥发及扩散均匀，会导致空白舱和试验舱内TVOC初始浓度均偏低，而且两者初始浓度难于保持一致，这显著增大了两个实验舱之间初始回收浓度的差异性；若搅拌时间过长，也将增加TVOC污染物的沉降性，同样会导致实验舱内TVOC污染物的初始回收浓度偏低，达不到试验条件要求。
优选地，S1中所述TVOC污染液的浓度为160～200 mg/mL；更为优选地，所述TVOC污染液的浓度为180mg/mL。
优选地，S1中所述甲醇溶液为色谱级纯度（≥99.7%）。
优选地，S4中搅拌风扇搅拌15min，并静置1h；S4中采集TVOC污染物的初始样之后继续作用24h。
优选地，S4中静置完后，空白舱和试验舱的TVOC初始浓度范围为4.8～6.4 mg/m3。
优选地，S2中所述待测样品的用量为100～200g；S3中所述TVOC污染液的添加量为6.3～7.7μL/m3。
优选地，S2中将未经处理和经待测样品处理后的基纸悬挂于空白舱和试验舱的中央位置。
本发明的S2中，所述经待测样品处理后的基纸分如下三种情况：
若待测样品是喷（涂）式样品时，则在则在1m2的基纸上分别喷（涂）三遍，前一遍晾干后再喷下一遍，且基纸要求为惰性材料；若待测样品为颗粒或粉末状，则可直接将待测样品均匀展开累计面积1m2放置于实验舱中央位置；若为光催化类材料样品，则还应同时打开两实验舱内的日光灯或紫外灯。
优选地，S3中将S1配制的TVOC污染液分别等量添加于空白舱和试验舱底部的玻璃平皿中并密闭实验舱。
优选地，所述空白舱和试验舱的换气次数均小于0.05 h-1。
优选地，S4所述采样选用Tenax-TA吸附管进行采样，吸附管在使用前需在高温300℃下活化2 h以上，减少影响结果的干扰项。
优选地，S4中所述TVOC污染物的采样流量为0.2～0.5 L/min，采样体积为2～10L。
本发明的S2中，调节两个实验舱内的环境温湿度，保持两实验舱的测试条件一致。调节试验舱和空白舱内的环境温湿度是通过舱内空调系统完成，待温湿度调节至规定范围内后，关闭舱内空调系统，密闭舱室；再开启外舱空调系统，通过外舱壁热传导过程保持舱内的温湿度在规定测试范围内。
优选地，所述实验舱的体积为0.5～3m3，测试环境温度为20～30℃，湿度为30～70%RH。
更为优选地，所述实验舱的体积为1 m3或1.5 m3，测试环境温度为(25±2)℃，湿度为(50±10)%RH。
在本发明中，所述实验舱的性能及相关参数符合标准GB/T 18801-2015附录A的要求，对型号无特别要求。
优选地，S5中所述二次热解吸-气相色谱法的分析条件为：
热解吸条件：吹扫时间5min，解吸温度300℃，冷阱脱附温度300℃，传输管温度160℃，冷阱吸附温度-15℃，吹扫气体为高纯N2，流量为30 mL/min；色谱条件：TVOC专用色谱柱（50m×0.32mm，0.25μL）；载气：高纯N2；FID检测器温度：250℃；进样口温度：250℃；分流比30:1；柱箱升温：初始温度50℃，保持3min，以5℃/min速率升至250℃，保持5min。
在本发明中，整个测试过程中空白舱和试验舱的测试条件保持一致，由外舱空调系统控制。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明提供的测定方法选用甲醇溶液作为溶剂稀释TVOC原液，显著提高了TVOC污染液的均匀性和稳定性，从而增大了初始浓度回收结果的重复性。本发明使用空气净化检测专用实验舱，能够有效防止TVOC污染物的泄露，同时也提高了检测数据的可靠性；另外，本发明选用相同参数的试验舱和空白舱同时进行操作，确保空白对照组和试验组的测试条件一致，试验过程更为科学合理。本发明在最终净化效率的计算和结果判定中引入了空白舱的自然衰减率和两实验舱的初始浓度偏差，提高了检测结果的客观性和真实性。
本发明提供的测试方法测试过程设计合理规范、安全可靠、操作简单、成本低廉、数据稳定，可以客观反映并评价被动式空气净化产品对TVOC污染物的净化性能，为被动式空气净化产品生产企业和检测机构提供了便利，填补了国内相关检测技术领域的空白。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明，但是该实施例对本发明并不做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规的试剂、方法和设备。
实施例1
本实施例提供一种适用于被动式空气净化产品对TVOC净化效果的测定方法，包括如下步骤：
S1.TVOC污染液的配制：选择具有代表性的9种主要挥发性有机物（苯、甲苯、乙酸丁酯、乙苯、邻/对/间二甲苯、苯乙烯和正十一烷）按等浓度比溶于一定体积的色谱纯甲醇溶液，配制浓度为180 mg/mL的TVOC混合液；
S2. 选用两个参数相同的1 m3空气净化检测专用实验舱分别作为空白舱和试验舱，同时开启试验舱和空白舱中的空调系统，分别调节试验舱和空白舱内环境温湿度为25℃和50%RH，然后关闭两实验舱内的空调系统，再将未经处理和经过喷（涂）待测样品处理后的基纸分别悬挂于空白舱和试验舱的中央位置，关闭舱门，开启舱外空调系统，保持两实验舱的测试条件一致，舱内温湿度分别控制在(25±2)℃和(50±10)%RH，换气次数小于0.05 h-1；
S3. 通过实验舱的加样口，利用微量进样针分别加入37μL经S1配制的TVOC污染液于空白舱和试验舱的底部玻璃平皿中，再密闭加样口；
S4.开启两实验舱内搅拌风扇搅拌15 min，使舱内空气混合均匀，静置1h后，分别利用Tenax-TA吸附管采集空白舱和试验舱内TVOC污染物的初始样，采样量为2L，继续作用24h后，再同时采集两实验舱内的TVOC污染物的终止样，采样量为10L，采样流量均为0.5 L/min；
S5.将S4采集到的TVOC样品进行二次热解吸-气相色谱法分析，得到空白舱和试验舱中TVOC污染物的初始浓度分别为5.41mg/m3和5.67mg/m3，终止浓度分别为3.98mg/m3和0.53mg/m3，计算空白舱的自然衰减率为26.4%，两实验舱初始浓度偏差为2.3%，表示试验成立。经计算得到该待测样品的净化效率为90.2%。
实施例2
本实施例提供一种适用于被动式空气净化产品对TVOC净化效果的测定方法，包括如下步骤：
S1.TVOC污染液的配制：选择具有代表性的9种主要挥发性有机物（苯、甲苯、乙酸丁酯、乙苯、邻/对/间二甲苯、苯乙烯和正十一烷）按等浓度比溶于一定体积的色谱纯甲醇溶液，配制浓度为180 mg/mL的TVOC混合液；
S2. 选用两个参数相同的1 m3空气净化检测专用实验舱分别作为空白舱和试验舱，同时开启试验舱和空白舱中的空调系统，分别调节试验舱和空白舱内环境温湿度为25℃和50%RH，然后关闭两实验舱内的空调系统，再将未经处理和经过喷（涂）待测样品处理后的基纸分别悬挂于空白舱和试验舱的中央位置，关闭舱门，开启舱外空调系统，保持两实验舱的测试条件一致，舱内温湿度分别控制在(25±2)℃和(50±10)%RH，换气次数小于0.05 h-1；
S3. 通过实验舱的加样口，利用微量进样针分别加入37μL经S1配制的TVOC污染液于空白舱和试验舱的底部玻璃平皿中，再密闭加样口；
S4.开启两实验舱内搅拌风扇搅拌15 min，使舱内空气混合均匀，静置1h后，分别利用Tenax-TA吸附管采集空白舱和试验舱内TVOC污染物的初始样，采样量为2L，继续作用24h后，再同时采集两实验舱内的TVOC污染物的终止样，采样量为5L，采样流量均为0.2L/min；
S5.将S4采集到的TVOC样品进行二次热解吸-气相色谱法分析，得到空白舱和试验舱内TVOC污染物的初始浓度分别为5.61mg/m3和5.34mg/m3，终止浓度分别为4.17mg/m3和0.96mg/m3，计算空白舱的自然衰减率为25.7%，两实验舱初始浓度偏差为2.5%，表示试验成立。经计算得到该待测样品的净化效率为82.9%。
实施例3
本实施例提供一种适用于被动式空气净化产品对TVOC净化效果的测定方法，包括如下步骤：
S1.TVOC污染液的配制：选择具有代表性的9种主要挥发性有机物（苯、甲苯、乙酸丁酯、乙苯、邻/对/间二甲苯、苯乙烯和正十一烷）按等浓度比溶于一定体积的色谱纯甲醇溶液，配制浓度为180 mg/mL的TVOC混合液；
S2. 选用两个参数相同的1 m3空气净化检测专用实验舱分别作为空白舱和试验舱，同时开启试验舱和空白舱中的空调系统，分别调节试验舱和空白舱内环境温湿度为25℃和50%RH，然后关闭两实验舱内的空调系统，再将未经处理和经过喷（涂）待测样品处理后的基纸分别悬挂于空白舱和试验舱的中央位置，关闭舱门，开启舱外空调系统，保持两实验舱的测试条件一致，舱内温湿度分别控制在(25±2)℃和(50±10)%RH，换气次数小于0.05 h-1；
S3. 通过实验舱的加样口，利用微量进样针分别加入37 μL经S1配制的TVOC污染液于空白舱和试验舱的底部玻璃平皿中，再密闭加样口；
S4.开启两实验舱内搅拌风扇搅拌15 min，使舱内空气混合均匀，静置1h后，分别利用Tenax-TA吸附管采集空白舱和试验舱内TVOC污染物的初始样，采样量为5L，继续作用24h后，再同时采集两实验舱内的TVOC污染物的终止样，采样量为10L，采样流量均为0.2L/min；
S5.将S4采集到的TVOC样品进行二次热解吸-气相色谱法分析，得到空白舱和试验舱内TVOC污染物的初始浓度分别为5.04mg/m3和5.17mg/m3，终止浓度分别为3.77mg/m3和0.45mg/m3，计算空白舱的自然衰减率为25.2%，两实验舱初始浓度偏差为1.3%，这表示试验成立。经计算得到该待测样品的净化效率为91.1%。
对比例1
本对比例提供的一种适用于被动式空气净化产品对TVOC净化效果的测定方法基本与实施例1相同，不同之处在于，本对比例在S1中TVOC污染液配制过程不用甲醇溶液进行稀释，直接添加TVOC污染物原液8.0μL。
S5测试分析试验舱和空白舱中的TVOC污染物的初始回收浓度分别为5.54mg/m3和4.87mg/m3，两者偏差为6.4%，试验不成立。
由于直接选择添加TVOC污染物原液，不仅容易放大实验操作误差，而且TVOC混合物中各组分之间的互溶性较差，不利于TVOC溶液完全混合均匀，稳定性较差，导致试验舱和空白舱的初始回收浓度差异显著，结果重现性不好。因此，易导致试验不成立。
对比例2
本对比例提供的一种适用于被动式空气净化产品对TVOC净化效果的测定方法基本与实施例1相同，不同之处在于，本对比例S4中搅拌时间和静置时间分别为5min和30min。
S5测试分析空白舱和试验舱中的TVOC污染物初始浓度分别为4.54 mg/m3和3.78mg/m3，两者偏差为9.1%，试验不成立。
由于搅拌时间和静置时间不够充足，TVOC污染液没有完全挥发及扩散均匀，导致空白舱和试验舱内TVOC初始浓度均偏低，且两者初始浓度难于保持一致，显著增大了两实验舱之间初始回收浓度的差异性，达不到试验条件要求。因此，易导致试验不成立。
对比例3
本对比例提供的一种适用于被动式空气净化产品对TVOC净化效果的测定方法基本与实施例1相同，不同之处在于，本对比例S4中搅拌时间和静置时间分别为30min和1h。
S5测试分析空白舱和试验舱中的TVOC污染物初始浓度分别为4.87mg/m3和4.39mg/m3，两者偏差为5.2%，试验不成立。
由于搅拌时间过长，TVOC污染物在回收初始浓度前已有大部分被搅拌气流冲击至舱体内壁或者沉降至地面上，导致空白舱和试验舱内TVOC污染物的初始回收浓度偏低，达不到试验条件要求。因此，试验不成立。
Claims (10)
1.一种适用于被动式空气净化产品对TVOC净化效果的测定方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S1：选择苯、甲苯、乙酸丁酯、乙苯、邻/对/间二甲苯、苯乙烯和正十一烷按等浓度比溶于甲醇溶液，配制成标准TVOC污染液；
S2：选用两个参数相同的空气净化检测专用实验舱分别作为空白舱和试验舱并保持两个实验舱的测试条件一致，然后将未经处理和经待测样品处理后的基纸置于空白舱和试验舱内部并密闭实验舱；
S3：将S1配制的TVOC污染液分别等量添加于空白舱和试验舱内的容器中并密闭实验舱；
S4：控制两个实验舱内的搅拌风扇搅拌10～20min，并静置0.5～2h，然后分别采集两个实验舱内TVOC污染物的初始样；静置作用20～26h后，采集两个实验舱内的TVOC污染物的终止样；
S5：将S4采集到的TVOC初始样和终止样分别进行二次热解吸-气相色谱分析，得到空白舱和试验舱中TVOC污染物的初始浓度和终止浓度，计算空白舱的自然衰减率及待测样品对TVOC污染物的净化效率；
其中，采用空白舱的自然衰减率和两个实验舱的初始浓度偏差作为试验成立的判定条件，当空白舱的自然衰减率≤30%，且两个实验舱初始浓度偏差小于5%时，试验成立；
空白舱的自然衰减率（%）=；
TVOC污染物的净化效率（%）=。
2.根据权利要求1所述测定方法，其特征在于，S1中所述TVOC污染液的浓度为160～200mg/mL。
3.根据权利要求1所述测定方法，其特征在于，S1中所述甲醇溶液为色谱级纯度。
4.根据权利要求1所述测定方法，其特征在于，S4中搅拌风扇搅拌15min，并静置1h；S4中采集TVOC污染物的初始样之后继续作用24h。
5.根据权利要求1所述测定方法，其特征在于，S4中静置完后，空白舱和试验舱的TVOC初始浓度范围为4.8～7.2mg/m3。
6.根据权利要求1所述测定方法，其特征在于，S2中所述待测样品的用量为100～200g；S3中所述TVOC污染液的添加量为6.3～7.7μL/m3。
7.根据权利要求1所述测定方法，其特征在于，S2～S5测试过程中，所述空白舱和试验舱的换气次数均小于0.05 h-1。
8.根据权利要求1所述测定方法，其特征在于，S4中所述TVOC污染物的采样流量为0.2～0.5 L/min，采样体积为2～10L。
9.根据权利要求1所述测定方法，其特征在于，所述实验舱的体积为0.5～3 m3，测试环境温度为20～30℃，湿度为30～70%RH。
10.根据权利要求1所述测定方法，其特征在于，所述空气净化检测专用实验舱的的参数及性能符合标准GB/T 18801-2015附录A的要求。
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